超超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及對(duì)策

1、1000MW超超臨界鍋爐排煙溫度高原因分析及對(duì)策劉崇剛 國(guó)電泰州發(fā)電有限公司生產(chǎn)運(yùn)行部江蘇泰州 213000 擇要：本文針對(duì)國(guó)電泰州發(fā)電有限公司2*1000MW超超臨界鍋爐排煙溫度高原因進(jìn)行分析，提出具體解決辦法，取得明顯的效果，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值，值得同類型電廠。關(guān)鍵詞：1000MW超超臨界鍋爐 煤種 制粉系統(tǒng) 空預(yù)器 熱風(fēng)溫度 排煙溫度 對(duì)策一、 鍋爐概況 國(guó)電泰州電廠一期工程2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司由三菱重工業(yè)株式會(huì)社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）提供技術(shù)支持，設(shè)計(jì)的鍋爐是超超臨界變壓運(yùn)

2、行直流鍋爐，采用型布置、雙爐膛、一次中間再熱、低NOX PM主燃燒器和MACT燃燒技術(shù)、反向雙切園燃燒方式，底層1A磨煤機(jī)采用等離子助燃技術(shù)，爐膛為內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁，循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)；調(diào)溫方式除煤/水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動(dòng)、噴水等方式。鍋爐型號(hào)：HG-2980/26.15-YM2型。其中HG表示哈爾濱鍋爐廠，2980表示該鍋爐BMCR工況蒸汽流量，單位是t/h。26.15表示該鍋爐額定工況蒸汽壓力，單位是MPa，YM2表示該鍋爐設(shè)計(jì)煤種為煙煤，設(shè)計(jì)序列號(hào)為2。鍋爐采用平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)煤種為神華煤，校核煤種分別為兗州煤和同忻煤。國(guó)電泰

3、州電廠一期工程2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組鍋爐是由哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司在日本三菱重工業(yè)株式會(huì)社（Mitsuibishi Heavy Industries Co. Ltd）的技術(shù)支持下，設(shè)計(jì)的超超臨界變壓運(yùn)行直流鍋爐，采用型布置、單爐膛、改進(jìn)型低NOX PM（Pollution Minimum）主燃燒器和MACT（Mitsuibishi Advanced Combustion Technology）型低NOx 分級(jí)送風(fēng)燃燒系統(tǒng)、反向雙切圓燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)、一次中間再熱、調(diào)溫方式除煤/水比外，還采用煙氣分配擋板、燃燒器擺動(dòng)、噴水等方式。

4、鍋爐采用平衡通風(fēng)、露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)。 泰州電廠的鍋爐以神華煤為設(shè)計(jì)煤種、以同忻煤和兗州煤為校核煤種進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，各煤種的有關(guān)參數(shù)如下所示：名 稱 及 符 號(hào)單位設(shè)計(jì)煤種 （神華煤）校核煤種兗州煤同忻煤元素分析收到基碳 Car%61.757.9256.32收到基氫 Har%3.673.683.68收到基氧 Oar%8.568.097.75收到基氮 Nar%1.121.170.93收到基全硫 St,ar%0.600.550.8收到基灰分 Aar%8.8021.3924.52收到基全水分 Mtar%15.557.206.00空氣干燥劑水分 Mad%8.431.270.163

5、.96收到基揮發(fā)分 Var%26.5027.33干燥無灰基揮發(fā)分 Vdaf%34.7338.2737.00收到基低位發(fā)熱量 Qnet,arkJ/kg234422242021980哈氏可磨系數(shù) HGI55.0065.00灰熔融性變形溫度 DT11501190軟化溫度 ST1190>1500>1450流動(dòng)溫度 FT1230>1500制粉系統(tǒng)采用中速磨正壓直吹式系統(tǒng)，每爐配6臺(tái)由沈陽機(jī)電裝備工業(yè)集團(tuán)銷售有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為MPS280的輥一環(huán)式中速磨煤機(jī)和六臺(tái)由上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究所提供的型號(hào)為CS2036HP的電子稱重式給煤機(jī)。每臺(tái)磨供一層共2×4=8只燃燒器，燃燒

6、器為低NOX的PM型并配有MACT型分級(jí)送風(fēng)系統(tǒng)，以進(jìn)一步降低NOX生成量。設(shè)計(jì)煤種制粉熱風(fēng)溫度248。每爐布置兩臺(tái)三分倉容克式預(yù)熱器，型號(hào)為34-VI(T)-1850(2000)-SMR，保證運(yùn)行一年后漏風(fēng)率8%。鍋爐1000MW工況設(shè)計(jì)一次風(fēng)溫316.7，二次風(fēng)溫337.2，空預(yù)器入口煙溫375，排煙溫度125，氧量2.3%。二、 問題提出 該廠兩臺(tái)機(jī)組自投產(chǎn)以來，一直存在排煙溫度偏高問題。#1爐1000MW負(fù)荷最佳工況運(yùn)行時(shí)，空預(yù)器入口一次風(fēng)溫35.77，入口二次風(fēng)溫25.18，實(shí)際排煙溫度排煙溫度142.3，經(jīng)修正后136.5，比設(shè)計(jì)值高11.5，嚴(yán)重影響鍋爐效率（雖然鍋爐熱效率93.

7、68%，達(dá)到設(shè)計(jì)的93.66%，滿足保證值要求）。對(duì)比實(shí)測(cè)值和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可以得出：排煙溫度高的主要原因出在空預(yù)器環(huán)節(jié)上。可能存在的原因包括以下幾個(gè)方面：1、 空預(yù)器密封性能不好，導(dǎo)致多處漏風(fēng)。但從電科院性能試驗(yàn)結(jié)果看，漏風(fēng)1A、1B空預(yù)器漏風(fēng)率分別為5.6、3.9，均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。2、 一、二次風(fēng)溫達(dá)不到316、337的設(shè)計(jì)值，只有290、305，分別低26、32，空預(yù)器傳熱效率可能較低。需要說明的是，此是在空預(yù)器吹完灰進(jìn)行的，不存在運(yùn)行積灰影響換熱的情況，而且長(zhǎng)期運(yùn)行表明空預(yù)器吹灰對(duì)排煙溫度影響較小。空預(yù)器自身傳熱效果差也可能是導(dǎo)致排煙溫度高的原因之一?？疹A(yù)器受熱面存在設(shè)計(jì)時(shí)傳熱面積和蓄熱量不

8、足，傳熱量不夠；或者說波紋板質(zhì)量不是很理想，也可能安裝間歇較大，煙氣側(cè)有漏點(diǎn)，存在煙氣“走廊”，換熱效果差。3、 電廠實(shí)際燃燒煤種與設(shè)計(jì)煤種存在一定的差異，引起排煙溫度偏高。實(shí)際煤種：國(guó)燃21， Var27.04%、Vad33.29%、Mar為14.4%；國(guó)燃4Vad為39.74%、Mar6.4%；石炭2Vad為37.1%、Mar為13.5%；大友Vad為31.53%、Mar為15.4%；國(guó)燃31Vad為23.87、Mar為7.8，還有其他系列煤種，即使同煤種，數(shù)據(jù)偏差也較大。明顯的國(guó)燃4、國(guó)燃31等煤種水分低，需要熱風(fēng)溫度約在130190，其他較高水分煤種接近設(shè)計(jì)熱風(fēng)溫度，約在240265，

9、需要熱風(fēng)多，冷風(fēng)少，在相同制粉總風(fēng)量情況下，需要空預(yù)器加熱冷風(fēng)量變大，降低了排煙溫度。但是煤種揮發(fā)份較高，如此高的熱風(fēng)溫度帶來一定的安全隱患。根據(jù)廠家提供的磨煤機(jī)入口熱風(fēng)溫度對(duì)排煙溫度影響的修正曲線，如下圖所示，熱風(fēng)溫度相差20對(duì)排煙溫度影響約為3。4、 磨煤機(jī)組合運(yùn)行方式對(duì)排煙溫度的影響。由于1A磨停用后等離子設(shè)備需要冷卻，必須開啟冷風(fēng)6070T/H，排煙溫度要升高45，其他磨開冷風(fēng)大致也是如此，要求A磨無異常必須運(yùn)行。有時(shí)候熱風(fēng)隔絕門不嚴(yán)漏熱風(fēng)，為了保證備用磨的安全，必須要有一定的冷風(fēng)通入，也會(huì)提高排煙溫度。同時(shí)當(dāng)機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，采用ABCDE或BCDEF運(yùn)行，四磨運(yùn)行和五磨運(yùn)行，對(duì)排煙溫

10、度影響也有23。5、 煤種的對(duì)排煙溫度的影響。國(guó)燃煤灰份大，燃燒延遲，火焰中心上升；灰粒攜帶熱量不易釋放，且引起尾部受熱面積灰，影響換熱效果，同樣會(huì)引起排煙溫度偏高。全部投用低位磨來減低火焰中心，又容易造成二過金屬壁溫容易超限，必須投用大量一級(jí)減溫水，反而造成主氣溫度偏低，容易產(chǎn)生氧化皮，同樣影響機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)性。6、 鍋爐燃燒配風(fēng)對(duì)排煙溫度的影響。運(yùn)行曾在同一負(fù)荷改變鍋爐配風(fēng)方式，無論是三角形還是到三角形，AA風(fēng)各種開度包括改變AA風(fēng)的擺角，幾乎沒有什么效果。說明現(xiàn)在先進(jìn)的燃燒器設(shè)計(jì)對(duì)煤種的適應(yīng)性很強(qiáng)，都能保證相對(duì)穩(wěn)定的著火和燃燒效率。7、 吹灰方式對(duì)排煙溫度的影響。按照目前情況，各處煙溫

11、與設(shè)計(jì)值偏差不大，對(duì)比吹灰前后的煙溫，變化不是很明顯，空預(yù)器的進(jìn)出口煙氣差壓1000MW時(shí)只有1kPa、一次空氣側(cè)差壓為0.61kPa、二次風(fēng)側(cè)差壓為0.51 kPa，設(shè)計(jì)值分別為1.12 kPa、0.64 kPa和0.95 kPa，積灰情況良好，存在煙氣走廊的可能性極大，原因不外乎是設(shè)計(jì)、制造、安裝工藝、產(chǎn)品質(zhì)量方面的原因。三、 排煙溫度高對(duì)策 針對(duì)目前機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況，泰州電廠主要采取以下方法，對(duì)解決排煙溫度高有一定效果：1、 煤種不同，合理控制磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合溫度在7378，提高制粉熱風(fēng)溫度；一次風(fēng)壓按自動(dòng)曲線，不設(shè)偏置（如果煤種變化時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整），制粉風(fēng)量設(shè)-10至-15的

12、偏置，熱風(fēng)調(diào)門開度維持在60%-80%之間，冷風(fēng)調(diào)門開度維持在10%-30%之間，盡量降低一次風(fēng)壓，減少一次風(fēng)節(jié)流損失、進(jìn)入爐膛冷風(fēng)和減少空預(yù)器漏風(fēng)。2、 控制好鍋爐運(yùn)行的總風(fēng)量，保持適當(dāng)?shù)幕鹧嬷行暮兔悍壑鹁嚯x，根據(jù)負(fù)荷高低維持鍋爐氧量在2.3-5.2（1000MW500MW）之間，投自動(dòng)時(shí)設(shè)-0.4%偏置，嚴(yán)格控制排煙溫度不超限，發(fā)現(xiàn)偏高時(shí)要加強(qiáng)各受熱面和空預(yù)器吹灰，保證空預(yù)器進(jìn)口煙氣溫度378，煙氣側(cè)差壓1.0kPa，二次風(fēng)側(cè)差壓0.8kPa，一次風(fēng)側(cè)差壓0.5kPa。3、 正常運(yùn)行，盡量保證磨組在7580t/h左右且高位磨運(yùn)行；機(jī)組負(fù)荷在600-850MW以下運(yùn)行時(shí)可以保持四臺(tái)磨運(yùn)行；煤種穩(wěn)定每臺(tái)磨出力不超過85t/h，如果負(fù)荷連續(xù)上升時(shí)應(yīng)提前投入磨組運(yùn)行。4、 合理組織吹灰器運(yùn)行方式。5、 加強(qiáng)巡回檢查，發(fā)現(xiàn)鍋爐本體漏風(fēng)及時(shí)處理，減少爐膛漏風(fēng)。6、 與設(shè)管部密切配合，空預(yù)器LCS系統(tǒng)正常投運(yùn)，減少熱端漏風(fēng)。7、 應(yīng)該就現(xiàn)行煤種下的一、二次風(fēng)率重新進(jìn)行熱力計(jì)算，以期